Закономерности износа и восстановления конструкций

Изменение прочности, старение материалов и конструкций зависят от многих факторов и в разных зданиях протекают по-разному. Иногда ошибочно считают, например, что бетон всегда приобретает прочность после его затворения. В действительности это происходит лишь при определенных благоприятных условиях. На практике встречаются такие условия, когда повышение прочности в результате дальнейшей гидратации цемента перекрывается разрушающим действием агрессивной среды, колебаниями температуры с переходом через 0° С и замерзанием влаги, а также другими факторами (см. рис.9-19).

Рис.9

Рис.10

Рис.11

Рис.12

Рис.13

Рис.14

Рис.15

Рис.16

Рис.17

Рис.18

Рис.19

Эксплуатационному персоналу необходимо, учитывая соответствующие закономерности и интенсивность износа зданий и сооружений, разработать мероприятия по обеспечению заданного срока их службы при минимальных эксплуатационных затратах.

В качестве таких мер могут служить не только периодические ремонты строительных конструкций, но и совершенствование производственных процессов, осуществляемых в сооружениях, локализация и быстрое удаление технологических вредностей и многое другое.

Износ зданий иллюстрируется данными инвентаризации. Из графика на рисунке 11 следует, что износ зданий, прослуживших 40-50 лет, возрастает примерно пропорционально времени, а в дальнейшем износ сохраняется на максимальном уровне при регулярном проведении ремонтов.

Данные инвентаризации не позволили выявить воздействие климатических условий на износ зданий.

Из графика “Функции износа” (см. рис. 15) видно, что износ может быть равномерным, ускоренным, замедленным, ничтожно малым; в некоторых случаях может происходить “самозалечивание”, например фильтрующимися водами в результате отложения солей.

Замедление иди возмещение износа достигается благодаря проведению капитальных ремонтов, т. е. при усилении иди замене конструкций. Поэтому весьма важно периодичность таких ремонтов согласовывать с интенсивностью износа сооружений и отдельных их элементов.

Рассчитано уравнение предельного износа без ремонта, а также формула для определения периодичности ремонта в зависимости от срока службы здания, предельно допустимого износа, ежегодного износа и доли снижаемого износа за счет капитального ремонта. Периодичность ремонтов должна назначаться дифференцированно, что обеспечит больший экономический эффект по сравнению с тем, когда она задается директивно и, естественно, объемы работ завышаются, ремонты производятся чаще.

СНИЖЕНИЕ ИЗНОСА ЗА СЧЕТ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПРОВЕДЕНИЯ РЕМОНТА (рис.18,19)

УРАВНЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОГО ИЗНОСА БЕЗ РЕМОНТА

- ежегодный износ (доли износа за время),%

t - срок эксплуатации, годы

МЕЖРЕМОНТНЫЙ ПЕРИОД

или

- срок эксплуатации до предельного износа без ремонта;

- срок эксплуатации до предельного износа при ремонтах;

- доля остаточного износа при ремонтах;

- предельный (допустимый) износ;

- физическая долговечность

- доля снижаемого износа за счет ремонта;

Согласно действующим системам ППР сооружений, периодичность текущих ремонтов каменных зданий установлена - три года, выборочных капитальных ремонтов - шесть лет, а новых зданий - девять лет. Износ зданий определяется по специальной методике (см. Износ и ремонтная диагностика зданий) с помощью типовых таблиц. На рис.19 приведен график классификации физического износа. Из этого графика видно, что срок службы здания без ремонта будет равен времени естественного износа.

Стремясь к снижению износа путем замены или усиления некоторых преждевременно износившихся элементов при периодических капитальных ремонтах, удается обеспечить расчетный срок службы, соответствующий сроку службы незаменяемых конструкций - каменных фундаментов, стен и др. Для достижения этого некоторые конструкции (например, заполнение оконных и дверных проемов, кровлю, санитарно-техническое оборудование и др.) приходится заменять два-три раза и более за период службы сооружения. Поэтому эксплуатационные затраты на здание за время его службы в два-три раза превосходят расходы на его строительство. Поскольку строительный фонд постоянно увеличивается, эти затраты ежегодно возрастают, и поэтому приобретают особую актуальность вопросы безремонтной эксплуатации, создания равнопрочных и равнодолговечных конструкций, не требующих капитального ремонта, а только возобновления защитных покрытий, выполняющих и эстетические функции.